Пиролизные котлы длительного горения своими руками

В верхней части корпуса прорезаем дверцу для закладки топлива, привариваем дверцу

Привариваем патрубок дымохода

Привариваем штуцеры для подключения отопительного контура

Устройство распределения воздуха

Распределитель воздуха готов. Из листа металла вырезаем круг Ø 50 см, в центре которого прорезаем отверстие Ø 7–8 см. Распределитель воздуха вставляем в котел, верхний конец трубы продеваем в отверстие и наглухо завариваем верхнюю крышку котла. К петле воздухораспределителя прикрепляем тросик при помощи которого через блок распределитель будет подниматься и опускаться.

Котел пиролизный длительного горения в сборе

Все, пиролизный котел длительного горения, изготовленный своими руками готов, можно приступать к испытаниям. Такую же конструкцию, только немного более сложную имеют котлы Стропува или Буран, отзывы о работе которых очень неплохие.

На видео представлен еще один вариант котла с верхней топкой горения пиролизных газов. Тут уже четко видно разделение топок и продемонстрирован даже сам процесс горения.

Есть еще одни котел похожей конструкции и принципа действия. Называется он «Бубафоня». возможно он вам понравится больше.

Пиролизный котел с нижней камерой

Схема пиролизного котла длительного горения с нижней камерой догорания древесного газа несколько сложнее и его изготовление потребует немного больше затрат и усилий.

Прежде всего нужно уяснить, что котлы такого типа тоже бывает двух видов: с наддувом и с дымососом. Не вдаваясь в подробности физики и теплотехники, обозначим принципиальное отличие.

В первом случае в камеру догорания вторичный воздух нагнетается при помощи вентилятора. Это создает в камере избыточное давление (выше атмосферного). К достоинствам такой конструкции можно отнести то, что вентилятор вам подойдет любой, хоть компьютерный кулер и можно совместить топку с камерой дожига, т. к. при помощи наддува можно обеспечить достаточно большой объем избыточного воздуха. Однако это «достоинство» можно рассматривать и как недостаток, т. к. оно не позволяет поднять КПД котла выше 80–82%. Под давлением часть воздуха просто не попадает в середину процесса горения, потому топливо сгорает не полностью. Плюс к этому, из-за избыточного давления, некоторая часть пирогазов просто не успевает сгорать и улетает в дымоход в чистом виде, поэтому обеспечить КПД 90% практически невозможно. И самое главное, если наддув будет слишком сильным такой котел может взорваться.

Пиролизый котел с нагнетанием воздуха

Во втором случае при помощи вытяжного вентилятора создается недостаточное давление (ниже атмосферного), поэтому наружный воздух, повинуясь силе Кориолиса, попадает прямо куда надо, ввинчивается в самый центр горения. Прирогазы сгорают полностью, котел работает во всю мощь и способен выдавать КПД 90%, а иногда даже больше.

Котлы с нижней камерой сгорания гораздо сложнее конструктивно. Один из них, который сделан своими руками мастером-сварщиком, продемонстрирован в видео.

Установка пиролизных котлов

При монтаже системы отопления нужно помнить, что пиролизные котлы нельзя ставить в жилых помещениях, кроме потенциальной опасности для здоровья несоблюдение этого требования грозит еще и штрафом от соответствующих служб. Поэтому обустройством котельной следует озадачиться заранее. При самостоятельной установке котла необходимо обязательно соблюдать правила пожарной безопасности:

• соблюдать расстояние до стен котельной (не менее 30 см);
• оборудовать негорючий фундамент (бетонный или асбестовый), не связанный с основным покрытием пола котельной;
• обеспечить хорошую систему вентиляции котельной, т. к. для хорошей работы пиролизника необходим приток свежего воздуха;
• хорошенько заизолировать дымоход (например, обернуть минватой и фольгой) во избежание возгорания крыши котельной;

Схема подключения твердотопливных котлов без использования циркуляционных насосов

Придерживаясь этих простых правил, вы не только избежите неприятностей, но и обеспечите качественную работу вашего пиролизного котла, собранного своими руками.

Пиролизный котел своими руками

На сегодняшний день в России огромное количество населенных пунктов, где отсутствует магистральный газопровод, поэтому приходится отапливать помещения электричеством или доступным твердым топливом. Конечно, последний вариант гораздо более экономный, но при этом очень трудоемкий. Приходится постоянно контролировать количество топлива в котле, следить, чтобы не прогорел, чтобы не пришлось растапливать заново. Выходом из такой ситуации являются пиролизные котлы, которые также работают на твердом топливе, но при этом оптимизирован процесс горения. Стоимость такого котла выше, чем у обычного, но его вполне можно изготовить самостоятельно. Мы расскажем, как сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, приведем рекомендации специалистов и видео-уроки.

Фото 1 Принцип работы пиролизного котла

Принцип работы

Оценить преимущества пиролизных котлов невозможно без понимания общих принципов работы. И изначально, что такое пиролиз?

По сути, это разложение природных соединений при минимальном количестве воздуха. В стандартном котле дрова сгорают при температуре 900-1200°С при нормальном доступе воздуха, на одну закладку дров уходит около 3-4 часов с выделением порядка 4900 калорий тепла.

Таблица 1 Теплотворная способность дров разных пород древесины

В пиролизном котле твердое топливо сгорает при меньшей — 300–850°С температуре, при этом происходит распад на следующие элементы — на твердый осадок и газ. При отсутствии кислорода в отдельной камере горючий (пиролизный газ) вступает в реакцию с углеродом и дополнительно перерабатывается, за счет чего увеличивается теплопроводность.

Таким образом, при сухой перегонке (процесс пиролиза) помимо твердого топлива дополнительно сгорает твердый осадок и одновременно с ним пиролизный газ. Все это в комплексе увеличивает время прогорания одной закладки дров до 12 часов (сравните с обычными 3-4 часами) и коэффициент полезного действия котла до 85-90% при стандартных 65-70%.

Плюсы и минусы оборудования

Любой агрегат отличается как положительными, так и отрицательными характеристиками. Для того, чтобы сделать правильный выбор, их необходимо адекватно оценить.

• поддержание определенной температуры горения в автоматическом режиме;
• увеличенное время прогорания закладки на фоне повышенного КПД котла;
• возможность использовать различные виды твердого топлива, вплоть до продуктов переработки деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности.

Не рекомендуется использовать более трети общего количества топлива полимеры и резину.

• большие габариты котла за счет увеличенной камеры сгорания;
• особые требования к твердому топливу – дрова должны быть совершенно сухими

При закладке топлива даже 25% влажности замедляется процесс выделения газов, что приводит к снижению температуры теплоносителя и падению эффективности.

• энергозависимость – во время работы котел потребляет электричество для работы вентилятора, создающего принудительную тягу, и автоматики;
• цена – это самый главный недостаток, который заставляет отказаться от покупки.

Именно поэтому мы предлагаем сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы смотрите дальше в статье.

Устройство котла

Принципиальная разница стандартного и пиролизного котла заключается в том, что в первом варианте 1 камера сгорания, а во втором – 2, между которыми пролегает колосниковая решетка, в нижней сгорают собственно топливо и твердый остаток, а в верхней – пиролизные газы. Именно такая организация топочных камер позволяет оптимизировать процесс, увеличить время сгорания топлива и максимально увеличить эффективность.

Фото 2 Схема устройства пиролизного котла

Процесс пиролиза возможен только при ограниченном доступе воздуха, когда топливо не горит, а фактически тлеет, выделяя большее количество газа.

К числу особенностей пиролизного котла относится и повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе за счет отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электровентилятор, собственно, именно по этой причине пиролизные котлы и относятся к категории энергозависимого оборудования.

Стоимость самодельной модели

Безусловно, основная причина, почему принимаются за изготовление пиролизного котла своими руками, ищут чертежи и принцип работы — банальная экономия. В среднем по регионам стоимость готового котла варьируется от 36 000 руб. (мощность 10 кВт, площадь 100 кв.м.) до 140 000 руб. (мощность 38 кВт, площадь 300 кв.м.). При самостоятельном изготовлении котла получается сэкономить от 500 до 1500 у.е. за счет стоимости материалов и личного труда.

Видео 1 Пиролизный котел 15-25 кВт — изготовление и испытание

В любом случае, этот вид работ нельзя назвать недорогим или легким, поэтому прежде чем решится сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности изучите все чертежи и подберите именно те материалы которые необходимо.

Как сделать пиролизный котел

• электродуговая сварка и 3-4 пакета электродов;
• дрель;
• малая болгарка (круг 230).

Фото 3 Процесс сварки металла

Фото 4 Дутьевой вентилятор

Этот перечень не предусматривает ассортимента слесарного инструмента и некоторых вспомогательных деталей. Вполне возможно, что некоторые из них придется докупать – но в целом, даже на этом этапе можно рассчитать себестоимость котла.

Чертеж пиролизного котла (по схеме Беляева) 25-40 кВт

Фото 5 Подробный чертеж пиролизного котла

Если есть возможность, сделайте 3D схему внутреннего строения котла, чтобы понять основу его строения и приступить к изготовлению.

Фото 6 3D схема внутреннего строения котла с размерами

Процесс изготовления своими руками

Резка болгаркой никогда не даст идеально ровного среза – так может рубить металл только гильотина. Не стоит экономить на рубке металла, это может дорого обойтись.

1. Приобретая металлические листы и трубы на металлобазе, заранее договоритесь о том, чтобы разрезать их на необходимые фрагменты. В дальнейшем это значительно сократит время и даст возможность получить ровные швы.

Фото 7 Рубка металла

1. Из двух частей начинайте собирать камеры котла – сгорания и газовую

1. Когда сделаны обе камеры, к их задней части привариваете воздухоотводы и стенку. На фото для удобства канал сделан из швеллера, но также можно его сделать и из профтрубы 60х30, для чего предварительно нарежьте небольшие вентиляционные отверстия.

1. В топочной камере делаете отверстие для воздушной трубы и привариваете к ней патрубок. Обратите внимание, эта труба должна быть соединена с котлом профтрубой 20х20.

1. Изготовление трубчатого теплообменника – на заготовке вырезаете несколько отверстий под трубу D57 мм.

1. Труба D57 мм нарезается на куски равной величины, которые после выставляются на пластину и привариваются по периметру.

1. Далее теплообменник приваривается дуговой сваркой к котлу и делается дроссельная заслонка

1. На камеры приваривается передняя стенка, где предварительно нарезаются 2 отверстия – для трубы входящего и выходящего воздуха

1. Далее приваривается крышка и боров на место заслонки

1. Собрали всю внутреннюю начинку котла, после чего необходимо болгаркой или металлической щеткой тщательно зачистить места сварки.
2. Внешний кожух на котле делается из листа 4 мм и уголков

1. Для того, чтобы скрепить внешний кожух с уголками, следует сделать на заготовке небольшие отверстия. Каждое из них следует приварить, чтобы лист и кожух качественно соединились

1. Проверка герметичности котла с помощью воды – закройте заглушками отверстия для движения теплоносителя и наберите в него воду. Если в каком-то месте протекает, сделайте пометку, чтобы сразу переварить это место. Котел должен быть полностью герметичным

1. Верхнюю крышку необходимо дополнительно утеплить

1. Для регулирования работы воздушных заслонок понадобятся резьбовые шпильки

1. Котел полностью закрывается внешним кожухом, а из профтрубы делается воздохоотводная труба.

1. Навариваются петли и надевается дверца. Ее лучше изготовить из чугунных пластин, а для футеровки (защиты от повреждений) использовать кирпич.

1. Нижняя камера также подвергается футеровке из огнеупорного кирпича — его следует нарезать и обточить так, чтобы камера плотно прилегала

1. Для того, чтобы котел соответствовал заявленной мощности, заслонка в нижней камере должна отвечать определенным параметрам. При укладке кирпича обязательно его учитывайте

1. На воздуховодную трубу (из профильной) наваривается дутьевой вентилятор для создания принудительной тяги в котле

1. Нижняя камера также зашивается в кирпич, чтобы максимально ее обезопасить и оптимизировать процесс горения.

1. Для улучшения работы котла рекомендуется сделать турбозавихрители, с одной стороны они улучшают теплопередачу, с другой – прочищают трубы от отложений.

1. Перед тем, как запускать пиролизный котел, необходимо проверить, насколько герметичными получились швы по тому же принципу, как и в пункте 13 (см.выше). Но одновременно с водой, необходимо создать давление 3-4 bar. Для этого можно использовать специальный опрессовщик – при доведении давления, смотрите, насколько быстро оно падает. Если быстро – где-то протекает, ищите это место. Если стабилизировалось – все отлично.

1. Обязательно установите на котел группу безопасности, куда входят манометр, аварийный клапан сброса давления и воздухоотвод. При увеличении давления свыше 3 бар, будет происходить автоматический сброс.
2. Для того, чтобы максимально обезопасить работу котла и сделать его эксплуатацию беспроблемной, рекомендует установить блоком автоматики. О том, как это работает и для чего нужно такое автоматическое управление, посмотрите в видеоинструкции

Видео 2 Автоматика пиролизного котла

Первый запуск

• При первом запуске котла соедините его с дымоходом и наполните водой

Категорически запрещено проверять работу пустого котла и без термометра.

• В нижнюю камеру кладете бумагу и на нее буквально 2-3 полена (много для проверки работы котла не надо), закрываете плотно камеру и открываете дроссельную дверцу. Когда включился вентилятор, поджигаете бумагу.
• Когда все дрова занялись огнем, заслонка закрывается, чтобы топливо начало тлеть («томиться»), в этот момент начинает работать пиролизный процесс
• В нижней камере контролируйте, когда загорится факел горения. Как только он загорелся, отмечайте время, за которое теплоноситель практически закипит.
• При достижении теплоносителем 100С выключайте вентилятор, факел тоже сразу погаснет.

Заключение, отзывы, советы

Как видим, изготовление пиролизного котла своими руками – дорогостоящее и трудоемкое мероприятие, которое окупится только через 3-5 сезонов. Но в любом случае, это выгодно, поскольку получается сэкономить не только на материалах, но и сделать такое оборудование, которое подойдет под конкретное помещение.

Как собрать своими руками пиролизные котлы длительного горения?

• Топливо для пиролизного котла
• Плюсы и минусы котлов
• Сборка котла своими руками
  • Материалы и инструменты
• Схема сборки котла
• Монтаж котла в доме

Сегодня для отопления и подачи горячей воды используются различные типы котлов и систем. Не исключение из этого списка – пиролизные установки. Пиролизные котлы длительного горения представляют собой печи, которые сжигают древесный газ, выделяя при этом большое количество тепла. Топливо в таких котлах сгорает без остатка, сам котел имеет сразу 2 камеры сгорания. Есть дополнительная камера для небольшого количества отходов.

Схема твердотопливного котла.

В верхнюю камеру загружают приготовленное топливо, тут же будет происходить первый этап его распада. В эту камеру воздух не поступает, т. е. происходит экзотермическая реакция. Температура сжигания составляет около 200-800°C, образуется 2 компонента вторичного продукта – это пиролизный газ и древесный уголь. На втором этапе начинает выделяться тепло, которое используется для просушки топлива, подогрева воздуха, который поступает в камеру сгорания.

Топливо для пиролизного котла

Необходимо отдельное внимание уделить качеству топлива. Влажность древесины не должна быть больше 20%. Но работать печь может и при влажности в 50%, хотя это и не столь желательно. Необязательно использовать одно только дерево, топить котел вполне можно и торфом, углем. Но данные виды топлива не гарантируют должной теплоотдачи, т. е. пиролизный газ не будет вырабатываться в должном количестве.

При закладке дров необходимо следить, чтобы все поленья были должного качества, только в этом случае будет достигнут желаемый тепловой эффект.

Вернуться к оглавлению

Плюсы и минусы котлов

Котлы длительного горения, своими руками выбранные, характеризуются не только достоинствами, но и некоторыми недостатками.

Схема пиролизного котла длительного горения.

• оборудование способно поддерживать горение длительное время на необходимом уровне в полностью автономном режиме. В большой камере, предназначенной для загрузки топлива, достигается одновременно высокое КПД, что недостижимо для других типов котлов;
• в продуктах горения содержится низкое количество канцерогенных веществ, т. е. печи более экологичны;
• за счет таких котлов можно утилизировать многие вещества, включая ДСП, резину, полимеры, ДВП;
• в топливе содержится мало дополнительных веществ.

Но есть и минусы, среди которых необходимо отметить:

Схема газогенераторной печи своими руками.

• стоимость котла получается высокой, но самостоятельное изготовление может помочь снизить все расходы;
• размеры котла довольно больше, для его установки необходимо отдельное помещение. В нем придется установить систему вентиляции для подачи свежего воздуха. Требуется наличие трубы, выводящей продукты горения наружу;
• высокие требования к топливу для котла. Применять можно только сухие дрова, так как пиролиз невозможен при влажной древесине, эффективность котла снижается, а тепловая энергия просто выходит с продуктами горения и паром;
• энергозависимость – котел не может работать постоянно, если его не подключить к сети. Это требуется по той причине, что для работ необходим небольшой вентилятор, постоянно подающий свежий воздух.

Вернуться к оглавлению

Сборка котла своими руками

Сборка котла длительного горения сложна, для этого все же требуется иметь опыт. Рекомендуется не самостоятельно составлять схему, а использовать уже готовую. Заказывать индивидуальный проект у специалиста будет очень дорого, намного дешевле купить уже готовый котел, чем планировать его сборку и установку своими руками.

Вернуться к оглавлению

Материалы и инструменты

Схема универсальной газовой горелки.

Многие предпочитают собирать котлы самостоятельно, хотя и нельзя сказать, что процесс совсем простой. Тут необходимо иметь некоторые навыки, схема может использоваться уже готовая, так как собирать ее «с нуля», не будучи профессиональным инженером, не стоит. Специалисты рекомендуют выбирать схему такого котла, после чего закупать материалы в полном соответствии с этой схемой, а не наоборот.

Из инструментов для работы по сборке котла длительного горения понадобятся:

• сварочный аппарат;
• электродрель с выбором насадок;
• углошлифовальная машинка под круг с диаметром в 230 мм. Необходимо дополнительно приготовить круг с диаметром в 125 мм, хотя это и не является обязательным условием.

Материалы для сборки котла длительного горения следующие:

Схема устройства твердотопливного котла: 1. Люк, сквозь который нужно удалять золу; 2. Трубы охлаждения; 3. Люк для шурудения; 4. Загрузочный люк; 5. Управляющая панель; 6. Подача в систему; 7. Люк для проведения чистки; 8. Шибер; 9. Клапан предохранительный; 10. Рубашка водяная; 11. Теплоизоляция; 12. Возврат из системы; 13. Кран для слива и залива воды; 14. Нижний люк для чистки; 15. Горелка; 16. Подача топлива; 17. Специальный ящик для золы.

• металл с толщиной в 4 мм. Площадь листа – 7,5 м². Корпус котла вполне можно сделать из листа с толщиной в 3 мм;
• труба для котла, которая имеет диаметр в 57 мм. Толщина ее стенки должна составлять 3,5 мм. Общее количество трубы – 7-8 м;
• труба для котла с диаметром в 159 мм, толщина стенки – 4,5 мм. Общее количество – 0,5 м;
• огнеупорный красный кирпич, который предназначен для кладки печей, другой материал брать не следует. Количество – 12-15 шт;
• труба для котла с диаметром в 32 мм, толщина стенки – 3,2 мм. Количество – 1 м .п.;
• профилированная труба для котла с сечением 60*30 мм, толщина стенки – 2 мм. Общее количество – 1,5 м.п.;
• стальная полоса, ширина которой составляет 20 мм, а толщина – 4 мм. Общее количество – 7,5 м.п.;
• электроды для сварочного электрического аппарата, количество – 5 пачек;
• стальная полоса с шириной в 80 мм, толщиной – в 5 мм. Общее количество – 1 м.п.;
• отрезные круги с диаметром в 230 мм, количество – 10 шт;
• шлифовальные круги с диаметром в 125 мм, количество – 5 шт;
• температурный датчик;
• дутьевый датчик.

Схема монтажа котла на твердом топливе.

Это основные материалы, которые требуются для изготовления котла длительного горения на 40 кВт. По ходу работы может возникнуть необходимость в использовании других расходных дополнительных материалов, но они никак не влияют на скорость работы. Обычно это элементы крепежа, дополнительные электроды. После работы возможно потребуется обработка грунтовкой для защиты металла от коррозии, так что ее тоже рекомендуется приготовить заранее.

Вернуться к оглавлению

Схема сборки котла

Перед тем как начинать сборку котла, необходимо предварительно подготовить подробную схему. Некоторые специалисты советуют для этого воспользоваться готовыми схемами. На рисунке приведет пример подобного котла (рис. 1). Оптимальным вариантом является создание котла на 40 кВт, который будет иметь:

Схема принципа работы пиролизного котла.

• контроллер-контур котла;
• дверцу для загрузки;
• крышку для зольника;
• дымосос;
• муфту для температурного датчика-предохранителя;
• патрубок;
• подающую магистраль;
• подводы для холодной воды;
• подвод для горячей воды в защитном теплообменнике;
• расширительный бак;
• патрубок для опорожнения.

Пример схемы котла на рис. 2. Пиролизный котел собирается только в полном соответствии с выбранной схемой. Если нет уверенности в своих силах, то необходимо эту работу оставить для специалистов, только в этом случае котел получится надежным и безопасным.

Пиролизные котлы в качестве теплоносителя предусматривают не воду, а воздух, хотя некоторые модели работают именно с водой. В первом случае подача горячего воздуха осуществляется по специальным трубам, обратный поток идет самотеком у поверхности пола. Это обеспечивает использование котлов именно для загородных домов.

Вернуться к оглавлению

Монтаж котла в доме

После того как пиролизный котел полностью собран, можно начинать его монтаж на необходимое место. Важна не только техническая сторона, но и соблюдение противопожарных правил. Если нормы не соблюдать, то это повлечет за собой довольно большие штрафы, может стать причиной возникновения аварийных ситуаций, которые опасны для жизни. Чтобы этого не произошло, необходимо соблюдать некоторые правила монтажа, которые обеспечат необходимую безопасность:

Схема этапов сгорания топлива в котле.

• все оборудование, в том числе и котлы длительного горения своими руками. следует ставить только в отдельных, специально для этого предназначенных помещениях, котельных;
• под котлом придется сначала соорудить основание, его выполняют из бетона либо кирпича;
• перед каморой для топки необходимо смонтировать металлический экран, т. е. установить лист, который имеет толщину в 1,5-2 мм;
• от корпуса котла и до стен помещения необходимо соблюдать расстояние минимум в 20 см;
• в котельной придется устроить специальное вентиляционное отверстие площадью от 100 см². Для работы котла требуется постоянный приток свежего воздуха.

Схему подключения можно посмотреть на рис. 3 Потребуется и установка дымохода, его оборачивают фольгированным материалом, в основании имеющего минеральную вату. Такое утепление необходимо, потому что при прохождении через трубу газов на стенках могут возникнуть следы конденсата, дегтя – это крайне отрицательно сказывается на состоянии всего котла, его безопасности.

Пиролизные котлы сегодня встречаются довольно часто, хотя и есть более современное оборудование, обеспечивающее дом горячей водой и отоплением. Такие агрегаты имеют довольно простую конструкцию, их можно собрать своими руками, используя не самые дорогие материалы. При монтаже котлов требуется соблюдать меры безопасности, в котельной должен быть дымоход, вентиляция. Сам корпус котла должен находиться на определенном расстоянии от стен, иметь защитный экран в виде простого стального листа.

Источники: http://teplowood.ru/piroliznye-kotly-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami.html, http://www.portaltepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/piroliznij-kotel-svoimi-rukami/, http://1popechi.ru/kotly/piroliznye-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami.html

Как вам статья?